コロラド川流域がモハーベ砂漠と出会うアリゾナの乾燥した西側の側面に、コロラド川インディアン部族(CRIT)に属する11,000エーカーのアルファルファ、ソルガム、小麦、スーダングラスがあります。動物飼料用に販売されています。 ここで成長するものは何でも、灌漑は必須です。 部族を代表して農場を管理しているジョシュ・ムーア氏によると、今年はこれまでにXNUMX分のXNUMXインチ未満の雨しか降っていません。
「予約はかなり時代遅れの洪水灌漑システムで設定されています」とムーアは言います。 19世紀に建設された運河のネットワークは、コロラド川から水を供給します。このシステムは、流域が持続的でますます悲惨な干ばつ状態に入る前は、より良い考えのように思われました。 運河は今のところCRITの農業ニーズを満たすのに十分な水を供給していますが、部族はより暑く、より乾燥した未来を計画しています。 今シーズン、黒いプラスチックのチューブが何百列ものソルガムを蛇行しているのを見ることができます。これは、過大な負担の流域からの農場の撤退を根本的に減らすことができるマイクロドリップ灌漑の実験です。
世界中のほとんどの作物は、水を雨だけに依存していますが、降雨量が十分でない場所では、灌漑を余儀なくされています。 近年農業に浸透しているすべての革新にもかかわらず、 GPS誘導トラクター 遺伝子操作された苗木では、灌漑全体の85%が、4,000、XNUMX年前にメソポタミアで処理されたのとほぼ同じ方法で、畑の表面全体に大量の水を放出することによって行われています。
洪水灌漑は、現金が安いためにとどまっていますが、天然資源の観点からは、驚くほど高価です。 水の70%が無駄になり、水をやりすぎた作物はその潜在能力を十分に発揮できない可能性があります。 過剰な肥料は、流出、汚染された小川、湿地、湖によって運び去られます。
マイクロドリップ灌漑はそれをすべて解決するはずでした。 1930年代に、Simcha Blassという名前の若いエンジニアが、同じ列の他の人よりもはるかに高く成長した木に気づきました。 彼がよく見ると、その根は近くの灌漑パイプからの小さな漏れによって供給されていることがわかりました。 数年後、イスラエル人はこのコンセプトを使用してプラスチック点滴灌漑システムを作成し、ブランド名で販売されました。 Netafim。 それはそのセクターの世界的リーダーであり続けます。
今日、点滴灌漑会社は数百社ありますが、この技術は世界の灌漑面積の5%未満、通常はアーモンド、ワイン用ブドウ、トマトなどの高額作物に適用されています。 制限要因はコストです。 システムは現在設計されているため、数百フィートのパイプを通して水を押し出すには多くの力が必要であり、農民はそれをポンプで供給します。 彼らが彼らの分野で力を持っているならば電気のもの、彼らが持っていないならば炭素げっぷディーゼルバージョン。 ドリッパーラインはまた、天然水中のシルト粒子や藻類によって詰まる傾向があるため、ろ過する必要があり、これには別の費用がかかります。 セットアップ全体は、少なくとも2,000エーカーあたりXNUMXドルになり、それに加えてエネルギー料金がかかります。 綿花やアルファルファなどの価値の低い作物の場合、点滴灌漑は単純に費用がかかりません。
ただし、CRIT Farmsで使用されているマイクロドリップセットアップは、設置に400エーカーあたりXNUMXドル未満の費用がかかり、必要な圧力は完全に重力によって供給されます。これには、自由でカーボンニュートラルであるという利点があります。 カジュアルな観察者には、システムはあまり見えません。 しかしムーアにとって、動物飼料用の点滴灌漑作物のアイデアは革命的なものにほかなりません。 もちろん、それが実際に機能すると仮定します。
「井戸が乾いたとき、私たちは水の価値を知っています」とベンジャミン・フランクリンは1746年版の 貧しいリチャードのアルマナック。 彼はその半分を知りませんでした。 今日の世界人口は当時の10倍であり、淡水源は減少しています。 圧倒的に最大の水豚は農業であり、それはほとんどを占めています 世界での使用のXNUMX分のXNUMX.
水不足の兆候は私たちの周りにあり、年を追うごとにますます憂慮すべきものになっています。 XNUMX月、歴史上初めて、コロラド川は米国政府によって 不足の状態、それに依存している40万人の一部への供給削減の引き金となる。 そのうち80万人は、アリゾナ州の西端から州の人口のXNUMX%に運河で河川水を供給する公益事業である中央アリゾナプロジェクト(CAP)の好意で水を得ています。
CAPのコロラド川プログラムマネージャーであるChuckCullomは、過去2019年間、都市部の顧客が使用を抑制するのに役立つ廃水処理技術やガジェットなど、アリゾナ州の給水量を増やすためのオプションを模索してきました。 XNUMX年、テルアビブでの会議で、カロームはイスラエルの灌漑スタートアップの幹部に会いました。 N-ドリップ、法外な費用をかけずに大幅な節水を約束するシステムを開発していた。 「私は非常に懐疑的でした」とCullomは言います。 「それはユニコーンの解決策のように聞こえました。」
しかし、農業はアリゾナの淡水の使用の大部分を占めているので、カロームはN-Dripを試してみました。 2020年、CAPは40エーカーのソルガムで使用するためのシステムをCRITファームに提供しました。 彼らは、作物の品質をわずかに改善しながら、水の使用量を半分に削減することを発見しました。非常に小規模ではありますが、驚異的な結果です。 今年、CAPはパイロットをアリゾナ州全体で約200エーカーのソルガムと綿花に拡大し、すべてがうまくいけば、2023年までにシステムを地域に展開し、設置する農家の設備のコストを引き続きカバーすることを望んでいます。
N-Dripは、エルサレムのヘブライ大学の土壌物理学の教授であり、イスラエルの水道局の元会長であるUriShaniの発案によるものです。 彼はXNUMX年前に、レタスやベリーだけでなく、世界の農業生産の大部分を占める大豆やトウモロコシなどの商品作物にも適した安価なマイクロドリップ灌漑システムの考案に着手しました。
「私の最初の反応は、もちろんこれは世界を変えるだろうが、それは決してうまくいかないだろうということでした」
シャニは72歳で、短い塩コショウの髪、ワイヤーで縁取られた眼鏡、そして無愛想な態度をしています。 彼は1950年に、農業の自給自足に取り組む乾燥した国での生活に特有の不安に満ちたキブツで生まれました。 「私の父は主に水に取り組んだエンジニアでした。 私は生涯、水と水の解決策について考えて育ちました」と、テルアビブにあるN-DripのオフィスからZoomが語ったShaniは言います。
エリートコマンドユニットで兵役を終えた後、シャニはイスラエルの優れた研究機関であるヘブライ大学に進み、土壌物理学の修士号を取得しました。 彼の博士号のために仕事をして、彼はイスラエルのはるか南の砂漠にあるKibbutzYotvataに引っ越しました。 この地域は毎年XNUMXインチ未満の雨しか降らず、灌漑目的の汽水地下水しかありません。それは農業の限界です。 彼は大学院生としてそこで始まり、キブツを管理することになりました。
シャニは後に教授になり、2006年に新しく設立されたイスラエルの水道局の最初の長になるためにタップされました。 役割は複雑で、工学、管理、政治、経済にまたがり、彼は国が史上最悪の干ばつを経験したことでそれを引き受けました。 シャニは水のリサイクルと脱塩への投資を過給しました。 それを支払うために、彼は大幅に、そして物議を醸すように、水の価格を上げました。
「世界中で水問題が非常に多い理由は、消費者に実際の価格を請求する準備ができている国が非常に少ないためです」と、N-Dripの最高持続可能性責任者で2015年ニューヨークタイムズのベストセラーの著者であるセスシーゲルは述べています。 水があるように、それは水の保全と技術のリーダーとしてのイスラエルの台頭を語っています。 2012年、シャニは淡水の余剰でイスラエルに事務所を去りました。 「彼がやったことは並外れたことでした。」
再び民間人であるシャニは、世界中で水不足の脅威が高まっていることについて反芻し始めました。 世界の人口の700分のXNUMX以上が水ストレスの国に住んでおり、国連は、水不足がXNUMX年の終わりまでにXNUMX億人を追放する可能性があると推定しています。 彼ができる最も重要な貢献は、点滴灌漑が主流になるのを助けることだと彼は決めた。 それは、フィルターとポンプなしで動作するシステムを発明することを意味しました。
シャニの挑戦を理解するには、まず、それらの謙虚な黒いプラスチックのドリッパーラインの中で何が起こっているのかを理解する必要があります。 それぞれに沿って一連の穴があり、すべての穴の内側には、エミッターと呼ばれるTicTacとほぼ同じサイズのプラスチック製のウィジェットが固定されています。 水は、エミッター内の非常に狭い迷路のようなチャネルを通って移動し、測定された液滴で出てくるように調整されます。 これらのエミッターによって生成される抵抗は、従来のシステムで水をフィールドの一方の端からもう一方の端に移動するために非常に多くの圧力が必要な理由です。
シャニは新しい種類のエミッターを考案しました。抵抗が非常に少ないため、重力だけで提供される水圧(灌漑用水路から下のフィールドへの1〜2フィートの降下中に発生)は、すべての水を推進するのに十分です。数百フィートのチューブを下りて地面に出る方法。 最初に、彼はプラスチックと金属繊維をさまざまな三次元格子構造に織り込むことを実験しました。 しかし、ある日ハイキングがあったと彼は言います。ジグザグのチャネルの代わりに、彼のエミッターはシリンダー内に吊るされたロッドで構成され、その間に形成されたチューブ形状に水が流れます。 従来のエミッターとは異なり、今では、破片の単一粒子が水の流れを妨げることはありません。 「ブーム」とシャニは言います。 「私はそれがうまくいくと絶対に確信していました。 その後、すべての数学を開発しました。」
彼がコンセプトを微調整した後、シャニはそれを商品化する必要がありました。 彼は、水議長として緊密に協力していた元財務省職員のエラン・ポラックに連絡し、重力のみを使用する点滴灌漑を発明したとポラックに語った。 ポラックは懐疑的だった。 彼もキブツで育ち、灌漑について知っていました。 ゼロプレッシャードリップのようなものはありませんでした。
「私の最初の反応は、もちろんこれは世界を変えるだろうということでしたが、それは決してうまくいきません」とポラックは語ります。 彼は、当時テルアビブ郊外のストリップモールにある小さなオフィスだったN-Dripの本社でシャニに会いました。 シャニは彼を小屋に連れ戻した。 「それは20メートルのパイプで、手作業で接着され、小さなプラスチック製のゴミ箱から地面に水が滴り落ちていました」とポラック氏は言います。 「それは想像できる最も初歩的な段階でしたが、これは私がそれが機能することを理解した瞬間でした。」 ポラックは最高経営責任者として署名しました。
N-Dripは、2017年末に、エスワティニ(旧スワジランド)の30エーカーのサトウキビに最初の公式フィールドトライアルを設置し、川から直接水を汲み上げました。 彼らは、このシステムが機能し、使用する水が少ないだけでなく、収穫量が17%増加することを発見しました。 N-Dripは有望な結果を手に、オーストラリアと米国でより大規模な試験に移行し、その後ベトナムからナイジェリアまでXNUMXか国に拡大しました。 シャニのビジョンが裏付けられれば、N-Dripは、さらに何百万もの農場を近代化し、淡水の消費を世界的に変革するチャンスをもたらします。
現在までに、N-Dripは25万ドルの資金を調達し、そのシステムは綿花からジャガイモ、大豆に至るまで、4,000エーカー相当の作物のために何百人もの農民によって使用されています。 しかし、シャニが地球の600億エーカーの洪水灌漑面積を転換しようとすると、道のりは長く、庭の小屋から世界的な灌漑ソリューションへの道には多くの障害があります。
N-Dripはろ過を使用しないため、これまでの問題のほとんどは、農場の水中で見られる可能性のあるすべての予期しないことと関係がありました。 ある試験の早い段階で、カリフォルニアの栽培者はパニック状態でN-Dripに連絡し、彼のシステムが機能しなくなったと言いました。 シャニが到着したとき、彼は人差し指ほどの大きさの魚がパイプのXNUMXつを詰まらせているのを見つけました。 緑藻の塊は、カザフスタンの農場で同様のことをしました。 現在、N-Dripの水タンクにはメッシュネットが装備されており、あらゆる種類の動植物を捕らえることができます。
アリゾナの焼ける太陽の中で、特にミネラルが豊富な地域では、ドリッパーラインが非常に熱くなり、炭酸カルシウムが沈殿し、英国のやかんの内部のように水垢でエミッターをコーティングしました。 そのため、N-Dripは、ラインを薄い土のコーティングに埋めて冷たく保ち、硬水に軟水剤を使用するためのプロトコルを開発しました。
デビッドミッドモア、オーストラリアの植物科学の名誉教授 セントラルクイーンズランド大学 マイクロドリップ灌漑の専門家は、N-Dripが本当に大規模で洗練された生産者だけでなく、世界の500億人の小規模農家に到達することを計画している場合、成功は適切な技術の設計だけでなく、教育への実質的な投資にも依存すると述べています。とサポート。 「栽培者に、点滴灌漑の正しい方法、土壌中の水分の簡単な測定方法、および過剰または過少灌漑を行わない方法を教えることが非常に重要です」と彼は言います。 「トレーニングだけでなく、フォローアップでもあります。」
N-Dripは、小さな農場がその使命の重要な部分であると主張しています。 「オーストラリアの裕福な農家が収穫量を47%増加させたら、それは素晴らしいことです。シャンパンを開けて、その年はもっと素敵な休暇を取りましょう」と同社の最高持続可能性責任者であるシーゲルは言います。 「しかし、自給自足農民が収穫量を増やし、彼らがより多くの食料を食べ、より多くの食料を売るなら、それはその家族とそのコミュニティを変えます。」
そのために、19年にCovid-2020のパンデミックが発生し、米国とオーストラリアでの収益性の高いプロジェクトが保留になると、N-Dripはこれらのユーザー向けに設計された1エーカーのキットの製造に軸足を移しました。 このDIYシステムには、YouTubeビデオへのリンクと、農家が設置する際のガイドとなるシンプルなIkea風の線画が付属しています。
N-Dripは、独自の土壌センサーも開発しました。 N-ドリップコネクト、植物と土壌の状態を監視し、いつ灌漑と施肥を行うかについて、スマートフォンアプリを介して農家にリアルタイムのガイダンスを送信します。 センサーは会社の農学チームにもフィードバックするため、現場の状況を把握できます。
N-DripのもうXNUMXつの課題は、引き続き経済的です。 このシステムは、従来の加圧点滴灌漑システムの数分のXNUMXのコストで設置でき、継続的なエネルギーコストはありませんが、世界中のほとんどの農家にとって、水は無料であるか、多額の助成を受けています。 オーストラリアの綿花栽培者などの一部は、急速に減少する資源を緊急に保護するために投資することをいとわないかもしれませんが、世界の小規模農家の多くは、わずかな追加費用でさえ賄うことができません。
「小自作農市場は巨大な市場であり、私たちのシステムから最も恩恵を受けることができる市場ですが、大規模で適切な位置にあるパートナーがいない場合、取引を行うことは非常に困難です」とポラックは認めます。 N-Dripは、主に非営利団体、政府機関、および持続可能性の誓約を成功させる大企業を介して、これらの農家にシステムを提供することを想定しています。 その幹部は、近い将来、機会は数十万エーカーの農地で測定できると言います。
この種のパートナーシップの初期の例は ペプシコ株式会社は、トウモロコシ、オーツ麦、ジャガイモなどの原料について40,000人の農家と直接契約しており、15年までに農業用水利用効率を2025%向上させるという目標を設定しています。ベトナムと米国では、洪水灌漑と比較して、肥料の投入量が少なく、水の消費量が50%少なく、収穫量が向上しました。
ピーター・グリック、名誉会長兼共同創設者 太平洋研究所淡水問題に焦点を当てた非営利の研究機関は、灌漑の将来に関しては、全体像を見失わないことが重要であると強調しています。 綿花やアルファルファ畑を点滴灌漑に変えることは正しい方向への一歩ですが、より大きな疑問が浮かび上がります。そもそも、乾燥した気候でこれらの作物を育てるべきでしょうか。 「私たちは、水不足の西部で成長することが理にかなっていることについての本当の会話と、より効率的かつ慎重に成長するために選択したものを成長させることについての会話をする必要があります」と彼は言います。 「このテクノロジーはXNUMX番目の質問には役立つかもしれませんが、最初のより政治的な質問には役立ちません。」
グリックは、動物飼料用の作物を栽培するために貴重な飲料水を使用することに原則的に反対することと、農民に栽培をやめるべきだと告げることは別のことだと述べています。 CRIT Farmsに戻ると、ムーアは、この地域の農業の将来にとって不可欠であると考えている研究に貢献できることをうれしく思います。 来年、彼は追加の作付面積でN-Dripのシステムを使用することを計画しています。 部族の予約では水の割り当てが減っていませんが、ムーアはいつの日か誰もが不足することを知っています。 「私たちは、しばらくの間私たちを買うために、それらのカットオフの影響を受けているように生き始める必要があります」と彼は言います。 「人として、そしてビジネスとして生き残るためには、このようなテクノロジーを検討する必要があります。」